JP2000037089A - ブラシレスモータの制御装置及びこの制御装置を使用した機器 - Google Patents
ブラシレスモータの制御装置及びこの制御装置を使用した機器Info
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＰＷＭ制御全域にわたって良好にロータ位置検
出信号を得ると共にＰＡＭ制御時にも良好にロータ位置
検出信号を得ることのできる位置検出回路及びモータ制
御装置を提供する。 【解決手段】各相の固定子巻線の端子電圧に基づいて固
定子の磁極位置を検出して該固定子巻線への通電を制御
するブラシレスモータの制御装置において、前期端子電
圧に応じた検出電圧を基準電圧と比較した比較結果情報
信号を制御回路に直接入力し、回転子位置検出禁止期間
を設けることなく通電切換直後から良好にモータの回転
子位置を検出し、良好にモータ制御する。
出信号を得ると共にＰＡＭ制御時にも良好にロータ位置
検出信号を得ることのできる位置検出回路及びモータ制
御装置を提供する。 【解決手段】各相の固定子巻線の端子電圧に基づいて固
定子の磁極位置を検出して該固定子巻線への通電を制御
するブラシレスモータの制御装置において、前期端子電
圧に応じた検出電圧を基準電圧と比較した比較結果情報
信号を制御回路に直接入力し、回転子位置検出禁止期間
を設けることなく通電切換直後から良好にモータの回転
子位置を検出し、良好にモータ制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
の回転速度を所望の回転速度に制御する制御装置及びこ
の制御装置を用いて圧縮機や送風機駆動用のブラシレス
モータを制御して室内の空気調和を行う空調機，圧縮機
や送風機駆動用のブラシレスモータを制御して冷凍を行
う冷凍機，撹拌翼や脱水槽駆動用のブラシレスモータを
制御して衣類の洗濯を行う洗濯機，送風機駆動用のブラ
シレスモータを制御して掃除を行う電気掃除機に関す
る。
の回転速度を所望の回転速度に制御する制御装置及びこ
の制御装置を用いて圧縮機や送風機駆動用のブラシレス
モータを制御して室内の空気調和を行う空調機，圧縮機
や送風機駆動用のブラシレスモータを制御して冷凍を行
う冷凍機，撹拌翼や脱水槽駆動用のブラシレスモータを
制御して衣類の洗濯を行う洗濯機，送風機駆動用のブラ
シレスモータを制御して掃除を行う電気掃除機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石回転子と固定子巻線を組み合わ
せたブラシレスモータは、メンテナンスの容易さから空
調機，冷凍機，洗濯機等に採用されている。
せたブラシレスモータは、メンテナンスの容易さから空
調機，冷凍機，洗濯機等に採用されている。
【０００３】ブラシレスモータの駆動制御は、回転子の
磁極位置と通電すべき固定子巻線の位置とを密接に関係
付けて行うことが必要である。回転子の磁極位置の検出
には、ホール素子等の回転子位置検出センサを用いるこ
となく回転子磁極との相互作用で固定子巻線に誘起され
る逆起電圧を利用して該回転子の磁極位置を検出するセ
ンサレス位置検出方式が採用されている。
磁極位置と通電すべき固定子巻線の位置とを密接に関係
付けて行うことが必要である。回転子の磁極位置の検出
には、ホール素子等の回転子位置検出センサを用いるこ
となく回転子磁極との相互作用で固定子巻線に誘起され
る逆起電圧を利用して該回転子の磁極位置を検出するセ
ンサレス位置検出方式が採用されている。
【０００４】センサレスの回転子位置検出方式を採用し
たブラシレスモータ駆動装置としては、例えば、特開平
6−284783 号，特開平6−98583号等に記載されたブラシ
レスモータ駆動装置がある。これらのブラシレスモータ
駆動装置は、モータの端子電圧と基準電圧との交点（立
上がりまたは立下がりエッジ）を検出するもので、スパ
イク電圧を回転子の位置として検出しないように、何ら
かの方法で転流の直後から所定の電気角度（例えば電気
角１５度）を計算し、この電気角度に対応する時間を位
置検出の禁止期間としていた。禁止期間では信号の検出
を禁止し、禁止時間経過後に信号を取り込むようにして
いた。あるいは、６つのスイッチング素子中の上側と下
側をチョッピングするパターンを工夫する等で基準電圧
との交点（立上がりまたは立下がりエッジ）を検出し、
その検出点を基にモータを制御するものであった。
たブラシレスモータ駆動装置としては、例えば、特開平
6−284783 号，特開平6−98583号等に記載されたブラシ
レスモータ駆動装置がある。これらのブラシレスモータ
駆動装置は、モータの端子電圧と基準電圧との交点（立
上がりまたは立下がりエッジ）を検出するもので、スパ
イク電圧を回転子の位置として検出しないように、何ら
かの方法で転流の直後から所定の電気角度（例えば電気
角１５度）を計算し、この電気角度に対応する時間を位
置検出の禁止期間としていた。禁止期間では信号の検出
を禁止し、禁止時間経過後に信号を取り込むようにして
いた。あるいは、６つのスイッチング素子中の上側と下
側をチョッピングするパターンを工夫する等で基準電圧
との交点（立上がりまたは立下がりエッジ）を検出し、
その検出点を基にモータを制御するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスモー
タ駆動装置では、転流の直後から所定の電気角度を何ら
かの方法で計算する必要があり、マイコン等で行う場
合、処理時間が余分に増加する、あるいは外部回路で算
出する場合には構成が複雑になる。
タ駆動装置では、転流の直後から所定の電気角度を何ら
かの方法で計算する必要があり、マイコン等で行う場
合、処理時間が余分に増加する、あるいは外部回路で算
出する場合には構成が複雑になる。
【０００６】従来は、禁止期間を設けることによって、
禁止期間内のスパイク電圧による誤判定を防止できる
が、急激な負荷変動等によって、転流直後の禁止期間内
に回転子位置を示す検出すべき信号が出力された場合、
これを検出することが不可能であった。このため、実際
の回転子位置と大きくずれた位置と判断して動作が不安
定になったり、モータの運転効率が低下したり、脱調し
たりするという不具合がある。
禁止期間内のスパイク電圧による誤判定を防止できる
が、急激な負荷変動等によって、転流直後の禁止期間内
に回転子位置を示す検出すべき信号が出力された場合、
これを検出することが不可能であった。このため、実際
の回転子位置と大きくずれた位置と判断して動作が不安
定になったり、モータの運転効率が低下したり、脱調し
たりするという不具合がある。
【０００７】本発明の１つの目的は、転流直後に位置検
出禁止区間を設けることなく転流直後から良好に回転子
位置を検出することが可能なブラシレスモータの制御装
置を提供することにある。
出禁止区間を設けることなく転流直後から良好に回転子
位置を検出することが可能なブラシレスモータの制御装
置を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、ブラシレスモータに
対して、回転子の磁極位置検出精度が高く正確な制御を
行うことができる安価で簡素な構成のブラシレスモータ
の制御装置を提供することにある。
対して、回転子の磁極位置検出精度が高く正確な制御を
行うことができる安価で簡素な構成のブラシレスモータ
の制御装置を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、通電切換後の環流電
流が流れている期間が非常に長い場合でもブラシレスモ
ータを停止することなく良好な制御を行うことができる
ブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
流が流れている期間が非常に長い場合でもブラシレスモ
ータを停止することなく良好な制御を行うことができる
ブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
【００１０】本発明の更に他の目的は、ノイズによる位
置検出誤りを軽減することにある。本発明の更に他の目
的は、ノイズによる通電誤動作を軽減することができる
ブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
置検出誤りを軽減することにある。本発明の更に他の目
的は、ノイズによる通電誤動作を軽減することができる
ブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
【００１１】本発明の更に他の目的は、ブラシレスモー
タを効率重視特性で運転制御し、あるいは高速度重視特
性で運転制御することができる制御装置を提供すること
にある。
タを効率重視特性で運転制御し、あるいは高速度重視特
性で運転制御することができる制御装置を提供すること
にある。
【００１２】本発明の更に他の目的は、広い制御範囲の
ブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
ブラシレスモータの制御装置を提供することにある。
【００１３】本発明の更に他の目的は、このように制御
されるブラシレスモータを動力源とする機器、特に、空
調機，冷凍機，洗濯機を提供することにある。
されるブラシレスモータを動力源とする機器、特に、空
調機，冷凍機，洗濯機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、情報信号パターン記憶手段が第１の情報信
号パターンを記憶し、情報信号パターン比較手段が、第
１の情報信号パターンと第３の情報信号パターンとが同
じで、かつ、第２の情報信号パターンが他の２つの情報
信号パターンと異なるときに、環流電流消滅信号を出力
することにある。
明の特徴は、情報信号パターン記憶手段が第１の情報信
号パターンを記憶し、情報信号パターン比較手段が、第
１の情報信号パターンと第３の情報信号パターンとが同
じで、かつ、第２の情報信号パターンが他の２つの情報
信号パターンと異なるときに、環流電流消滅信号を出力
することにある。
【００１５】この特徴によれば、第１の情報信号パター
ンと第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の
情報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異な
るときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したと
きであるから、情報信号パターン比較手段が、第１の情
報信号パターン，第２の情報信号パターン、および第３
の情報信号パターンを比較して、環流電流消滅信号を出
力することにより、環流電流の消失を検出することがで
きる。環流電流の消失を検出してから、情報信号発生手
段で発生した情報信号パターンに基づいて回転子の回転
位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁止
期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子の位
置を検出することができる。また、負荷の急激な変動が
あった場合でも、禁止期間の算出が不要なので、早い応
答でブラシレスモータを駆動することができる。
ンと第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の
情報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異な
るときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したと
きであるから、情報信号パターン比較手段が、第１の情
報信号パターン，第２の情報信号パターン、および第３
の情報信号パターンを比較して、環流電流消滅信号を出
力することにより、環流電流の消失を検出することがで
きる。環流電流の消失を検出してから、情報信号発生手
段で発生した情報信号パターンに基づいて回転子の回転
位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁止
期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子の位
置を検出することができる。また、負荷の急激な変動が
あった場合でも、禁止期間の算出が不要なので、早い応
答でブラシレスモータを駆動することができる。
【００１６】また、スイッチング素子のチョッピングパ
ターンによらず回転子位置検出が可能なので、６つのス
イッチング素子中、上側あるいは下側の３つのスイッチ
ング素子の動作速度が遅く安価な場合でも良好に回転子
の位置を検出できる。
ターンによらず回転子位置検出が可能なので、６つのス
イッチング素子中、上側あるいは下側の３つのスイッチ
ング素子の動作速度が遅く安価な場合でも良好に回転子
の位置を検出できる。
【００１７】また、本発明の他の特徴は、情報信号パタ
ーン変更手段が、環流電流消滅信号に基づいて情報信号
パターン記憶手段に記憶された第１の情報信号パターン
を第２の情報信号パターンに変更することにある。
ーン変更手段が、環流電流消滅信号に基づいて情報信号
パターン記憶手段に記憶された第１の情報信号パターン
を第２の情報信号パターンに変更することにある。
【００１８】この特徴によれば、第１の情報信号パター
ンと第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の
情報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異な
るときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したと
きであるとともに、第２の情報信号パターンが、検出す
べき回転子の位置に対応する情報信号パターンであるこ
とから、情報信号パターン記憶手段に記憶された第２の
情報信号パターンと一致する情報信号発生手段で発生し
た情報信号パターンに基づいて回転子の回転位置を検出
すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁止期間を設け
ることなく、転流直後から良好に回転子の位置を検出す
ることができる。
ンと第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の
情報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異な
るときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したと
きであるとともに、第２の情報信号パターンが、検出す
べき回転子の位置に対応する情報信号パターンであるこ
とから、情報信号パターン記憶手段に記憶された第２の
情報信号パターンと一致する情報信号発生手段で発生し
た情報信号パターンに基づいて回転子の回転位置を検出
すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁止期間を設け
ることなく、転流直後から良好に回転子の位置を検出す
ることができる。
【００１９】本発明の他の特徴は、情報信号パターン比
較手段が、情報信号パターン記憶手段に記憶された情報
信号パターンと第４の情報信号パターンとが一致したと
きに、情報信号パターン一致信号を出力し、回転位置検
出手段が、情報信号パターン一致信号に基づいて回転子
の回転位置を検出することにある。
較手段が、情報信号パターン記憶手段に記憶された情報
信号パターンと第４の情報信号パターンとが一致したと
きに、情報信号パターン一致信号を出力し、回転位置検
出手段が、情報信号パターン一致信号に基づいて回転子
の回転位置を検出することにある。
【００２０】この特徴によれば、環流電流の消失を検出
してから、情報信号パターン記憶手段に記憶された情報
信号パターンと第４の情報信号パターンとが一致したと
きは、第４の情報信号パターンが検出すべき回転子の位
置に対応する情報信号パターンであるから、情報信号パ
ターン比較手段が、情報信号パターン記憶手段に記憶さ
れた情報信号パターンと第４の情報信号パターンとを比
較して、情報信号パターン一致信号を出力し、回転位置
検出手段が、情報信号パターン一致信号と情報信号発生
手段で発生した情報信号パターンとに基づいて回転子の
回転位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する
禁止期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子
の位置を検出することができる。
してから、情報信号パターン記憶手段に記憶された情報
信号パターンと第４の情報信号パターンとが一致したと
きは、第４の情報信号パターンが検出すべき回転子の位
置に対応する情報信号パターンであるから、情報信号パ
ターン比較手段が、情報信号パターン記憶手段に記憶さ
れた情報信号パターンと第４の情報信号パターンとを比
較して、情報信号パターン一致信号を出力し、回転位置
検出手段が、情報信号パターン一致信号と情報信号発生
手段で発生した情報信号パターンとに基づいて回転子の
回転位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する
禁止期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子
の位置を検出することができる。
【００２１】本発明の他の特徴は、情報信号パターン変
更手段が、転流から所定の時間が経過したときに、情報
信号パターン記憶手段に記憶された第１の情報信号パタ
ーンを第２の情報信号パターンに変更することにある。
更手段が、転流から所定の時間が経過したときに、情報
信号パターン記憶手段に記憶された第１の情報信号パタ
ーンを第２の情報信号パターンに変更することにある。
【００２２】この特徴によれば、通電切換後の環流電流
期間が長いために、環流電流の消失を検出できない場合
でも、回転子の磁極位置検出ができ、安価に良好なモー
タ制御ができる。
期間が長いために、環流電流の消失を検出できない場合
でも、回転子の磁極位置検出ができ、安価に良好なモー
タ制御ができる。
【００２３】本発明の１つの特徴は、各相の固定子巻線
の端子電圧に基づいて固定子の磁極位置を検出して該固
定子巻線への通電を制御するブラシレスモータの制御装
置において、前記端子電圧に応じた検出電圧を基準電圧
と比較した比較結果情報信号を制御回路に直接入力し、
転流直後から回転子位置検出を可能にしたことにある。
本発明の他の特徴は、スイッチング素子のチョッピング
パターンによらず回転子位置検出が可能なことにある。
の端子電圧に基づいて固定子の磁極位置を検出して該固
定子巻線への通電を制御するブラシレスモータの制御装
置において、前記端子電圧に応じた検出電圧を基準電圧
と比較した比較結果情報信号を制御回路に直接入力し、
転流直後から回転子位置検出を可能にしたことにある。
本発明の他の特徴は、スイッチング素子のチョッピング
パターンによらず回転子位置検出が可能なことにある。
【００２４】本発明の他の特徴は、前記端子電圧に応じ
た検出電圧を基準電圧と比較した比較結果情報信号を制
御回路に直接入力し、ＰＷＭ信号のオン・オフ期間を制
御回路で判定すると共にドライバあるいはスイッチング
素子等によって制御回路からのＰＷＭ信号とモータに印
加されるＰＷＭ信号の遅延時間を書き換え可能なEEPROM
あるいは、可変抵抗器等を用いて設定できることにあ
る。
た検出電圧を基準電圧と比較した比較結果情報信号を制
御回路に直接入力し、ＰＷＭ信号のオン・オフ期間を制
御回路で判定すると共にドライバあるいはスイッチング
素子等によって制御回路からのＰＷＭ信号とモータに印
加されるＰＷＭ信号の遅延時間を書き換え可能なEEPROM
あるいは、可変抵抗器等を用いて設定できることにあ
る。
【００２５】本発明の他の特徴は、複数相の固定子巻線
の端子電圧の比較結果情報信号のパターンに基づいて回
転子の位置を検出することにある。
の端子電圧の比較結果情報信号のパターンに基づいて回
転子の位置を検出することにある。
【００２６】本発明の他の特徴は、複数相の固定子巻線
の端子電圧の比較結果情報信号のパターンに基づいて固
定子巻線への通電パターンを決定することにある。
の端子電圧の比較結果情報信号のパターンに基づいて固
定子巻線への通電パターンを決定することにある。
【００２７】本発明の他の特徴は、複数相の固定子巻線
の端子電圧の比較結果情報信号のパターンに基づいて通
電切換後の環流電流が流れている期間を検出することに
ある。
の端子電圧の比較結果情報信号のパターンに基づいて通
電切換後の環流電流が流れている期間を検出することに
ある。
【００２８】本発明の他の特徴は、通電切換後の環流電
流が消失した後に、位置検出のために照合する位相信号
パターンを更新する処理を行うことにある。
流が消失した後に、位置検出のために照合する位相信号
パターンを更新する処理を行うことにある。
【００２９】本発明の他の特徴は、通電切換後に所定の
時間が経過した場合、強制的に照合する信号パターンを
更新することにより、環流電流期間が長い場合でも次回
通電切換を可能にすることにある。
時間が経過した場合、強制的に照合する信号パターンを
更新することにより、環流電流期間が長い場合でも次回
通電切換を可能にすることにある。
【００３０】本発明の他の特徴は、比較結果情報または
外部回路からの位相制御指令あるいはEEPROM、その他モ
ータ回転速度とインバータあるいはモータに流れる電流
量に応じて算出される量に従って通電位相切り換えを行
うことにある。
外部回路からの位相制御指令あるいはEEPROM、その他モ
ータ回転速度とインバータあるいはモータに流れる電流
量に応じて算出される量に従って通電位相切り換えを行
うことにある。
【００３１】本発明の他の特徴は、ＰＷＭ制御領域で
は、運転効率を重視して位相制御を行い、高速回転重視
制御領域では通電位相を進める制御を行うことにある。
は、運転効率を重視して位相制御を行い、高速回転重視
制御領域では通電位相を進める制御を行うことにある。
【００３２】本発明の他の特徴は、６つのスイッチング
素子中、上側あるいは下側の３つのスイッチング素子の
動作速度が遅く安価な場合でも良好に回転子位置検出が
できることにある。
素子中、上側あるいは下側の３つのスイッチング素子の
動作速度が遅く安価な場合でも良好に回転子位置検出が
できることにある。
【００３３】本発明の他の特徴は、制御回路中の位置検
出ソフトウエア構成が簡単なことにある。
出ソフトウエア構成が簡単なことにある。
【００３４】本発明の他の特徴は、制御回路の位置検出
ソフトウエア中のデータテーブルあるいはＲＡＭ，ＲＯ
Ｍの占有量を少なくできることにある。
ソフトウエア中のデータテーブルあるいはＲＡＭ，ＲＯ
Ｍの占有量を少なくできることにある。
【００３５】そして本発明の更に他の特徴は、前述した
ような制御装置によって制御されるブラシレスモータを
動力源とする空調機または冷凍機または洗濯機または電
気掃除機にある。
ような制御装置によって制御されるブラシレスモータを
動力源とする空調機または冷凍機または洗濯機または電
気掃除機にある。
【００３６】
【発明の実施の形態】（実施例１）本発明の第１の実施
例であるブラシレスモータの制御装置を説明する。図１
に本実施例のブラシレスモータの制御装置のブロック図
を示す。
例であるブラシレスモータの制御装置を説明する。図１
に本実施例のブラシレスモータの制御装置のブロック図
を示す。
【００３７】ブラシレスモータの制御装置は、交流電源
１からの交流電圧を整流する整流回路２，整流回路２か
ら出力された整流出力電圧を平滑する平滑回路３，平滑
回路３から出力された直流電圧を任意のパルス幅の交流
電圧に変換してブラシレスモータ５の固定子巻線に供給
するインバータ回路４，ブラシレスモータ５の固定子巻
線の各相の端子電圧（＝逆起電力）に対応する検出電圧
８ａを出力する端子電圧検出器８，端子電圧検出器８が
出力した検出電圧８ａに基づいてブラシレスモータ５の
回転子の磁極の位置情報である位相信号９ａを生成する
位相信号生成回路９，ＰＷＭ信号の遅延時間データが記
憶されたEEPROM１０，EEPROM１０に記憶されたデータ，
速度指令信号ＳＯおよび位相信号生成回路９が出力する
位相信号９ａに基づいてブラシレスモータ５の駆動制御
を行う制御回路６、を備える。制御回路６は、ワンチッ
プマイコンまたはハイブリットＩＣとしてもよい。
１からの交流電圧を整流する整流回路２，整流回路２か
ら出力された整流出力電圧を平滑する平滑回路３，平滑
回路３から出力された直流電圧を任意のパルス幅の交流
電圧に変換してブラシレスモータ５の固定子巻線に供給
するインバータ回路４，ブラシレスモータ５の固定子巻
線の各相の端子電圧（＝逆起電力）に対応する検出電圧
８ａを出力する端子電圧検出器８，端子電圧検出器８が
出力した検出電圧８ａに基づいてブラシレスモータ５の
回転子の磁極の位置情報である位相信号９ａを生成する
位相信号生成回路９，ＰＷＭ信号の遅延時間データが記
憶されたEEPROM１０，EEPROM１０に記憶されたデータ，
速度指令信号ＳＯおよび位相信号生成回路９が出力する
位相信号９ａに基づいてブラシレスモータ５の駆動制御
を行う制御回路６、を備える。制御回路６は、ワンチッ
プマイコンまたはハイブリットＩＣとしてもよい。
【００３８】位相信号生成回路９は、検出電圧８ａを基
準電圧と比較して、各相毎の位相信号９ａを出力する。
基準電圧は、ブラシレスモータ５の固定子巻線の中性点
電圧あるいは平滑回路３から出力される直流電圧の１／
２の電圧とする。遅延時間情報を書き換え可能なEEPROM
１０あるいは、外部抵抗等で調整できるようにすること
で、パワーモジュールの特性が異なる場合でもソフトウ
エア内部の定数を変更する必要がないため、制御ソフト
ウエアに汎用性を持たせることができる。
準電圧と比較して、各相毎の位相信号９ａを出力する。
基準電圧は、ブラシレスモータ５の固定子巻線の中性点
電圧あるいは平滑回路３から出力される直流電圧の１／
２の電圧とする。遅延時間情報を書き換え可能なEEPROM
１０あるいは、外部抵抗等で調整できるようにすること
で、パワーモジュールの特性が異なる場合でもソフトウ
エア内部の定数を変更する必要がないため、制御ソフト
ウエアに汎用性を持たせることができる。
【００３９】次に、制御回路６について詳しく説明す
る。
る。
【００４０】制御回路６は、EEPROM１０で設定されたｔ
ｄに相当する遅延時間が経過したらＯＮを出力するタイ
マ６ｊ，ＰＷＭ信号１１を発生するＰＷＭ信号発生部６
ｈ，ＰＷＭ信号１１，遅延時間ｔｄのＯＮ信号、および
位相信号生成回路９が出力した位相信号９ａを読み込ん
で、デジタルの情報信号パターン１３を出力するデータ
入力部６ｉ，過去に読み込んだ情報信号パターンを記憶
しておく比較データ記憶部６ｄ，新たに読み込んだ情報
信号パターン１３と過去に読み込んだ情報信号パターン
とを比較して比較結果１４を出力するデータ比較部６
ｇ，データ比較部６ｇから出力された比較結果１４に基
づいて位相を検出し、位相検出情報１５を出力する位相
検出部６ｅ，位相検出情報１５と速度指令信号ＳＯとに
基づいて通電パターン１６を発生する速度制御部６ｃ，
所定の電気角度期間中（例えば、電気角３０度期間中，
電気角６０度期間中，電気角１２０度期間中，電気角３
６０度期間中、または機械角３６０度期間中など）に、
信号処理を何回行ったかカウントするタイマ６ｆ，通電
パターン１６とタイマ６ｆが出力する信号処理の回数に
基づいて通電モードをカウントする通電モードカウンタ
６ｂ、および、通電パターン１６と通電モードのカウン
タ数を記憶し、ドライバ７に通電パターン１６供給する
メモリ６ａ、および、メモリ６ａに記憶された通電パタ
ーン１６に基づいてインバータ回路４のスイッチング動
作を制御するドライバ７を備える。
ｄに相当する遅延時間が経過したらＯＮを出力するタイ
マ６ｊ，ＰＷＭ信号１１を発生するＰＷＭ信号発生部６
ｈ，ＰＷＭ信号１１，遅延時間ｔｄのＯＮ信号、および
位相信号生成回路９が出力した位相信号９ａを読み込ん
で、デジタルの情報信号パターン１３を出力するデータ
入力部６ｉ，過去に読み込んだ情報信号パターンを記憶
しておく比較データ記憶部６ｄ，新たに読み込んだ情報
信号パターン１３と過去に読み込んだ情報信号パターン
とを比較して比較結果１４を出力するデータ比較部６
ｇ，データ比較部６ｇから出力された比較結果１４に基
づいて位相を検出し、位相検出情報１５を出力する位相
検出部６ｅ，位相検出情報１５と速度指令信号ＳＯとに
基づいて通電パターン１６を発生する速度制御部６ｃ，
所定の電気角度期間中（例えば、電気角３０度期間中，
電気角６０度期間中，電気角１２０度期間中，電気角３
６０度期間中、または機械角３６０度期間中など）に、
信号処理を何回行ったかカウントするタイマ６ｆ，通電
パターン１６とタイマ６ｆが出力する信号処理の回数に
基づいて通電モードをカウントする通電モードカウンタ
６ｂ、および、通電パターン１６と通電モードのカウン
タ数を記憶し、ドライバ７に通電パターン１６供給する
メモリ６ａ、および、メモリ６ａに記憶された通電パタ
ーン１６に基づいてインバータ回路４のスイッチング動
作を制御するドライバ７を備える。
【００４１】本実施例では図２に示されるような、ＰＷ
Ｍ制御において通流率が１００％の時のブラシレスモー
タ５の駆動制御を行う場合について、制御回路６の内部
処理を行う。はじめに、図２の各信号について説明し、
後に、制御回路６の内部処理について説明する。
Ｍ制御において通流率が１００％の時のブラシレスモー
タ５の駆動制御を行う場合について、制御回路６の内部
処理を行う。はじめに、図２の各信号について説明し、
後に、制御回路６の内部処理について説明する。
【００４２】図２に示される信号は、（ａ）ブラシレス
モータ５の固定子巻線の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の端子電
圧の検出電圧８ａ，（ｂ）ＰＷＭ信号発生部６ｈが発生
するＰＷＭ信号１１，（ｃ）位相信号生成回路９から出
力された各相の位相信号９ａ，（ｄ）データ入力部６ｉ
が出力する情報信号パターン１３、および（ｅ）位相検
出部６ｅが出力する位相検出情報１５である。図２中の
上向きの矢印は、データ入力部６ｉが位相信号９ａを読
み込むタイミングを表しており、ｔ１〜ｔ８はこれらの
タイミングの一部である。
モータ５の固定子巻線の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の端子電
圧の検出電圧８ａ，（ｂ）ＰＷＭ信号発生部６ｈが発生
するＰＷＭ信号１１，（ｃ）位相信号生成回路９から出
力された各相の位相信号９ａ，（ｄ）データ入力部６ｉ
が出力する情報信号パターン１３、および（ｅ）位相検
出部６ｅが出力する位相検出情報１５である。図２中の
上向きの矢印は、データ入力部６ｉが位相信号９ａを読
み込むタイミングを表しており、ｔ１〜ｔ８はこれらの
タイミングの一部である。
【００４３】図２に示すように、転流の直後に検出電
圧８ａのＵ相にスパイク状電圧２１が発生すると、発生
した電圧は、位相信号９ａ，情報信号パターン１３、お
よび位相検出情報１５に反映する。転流の直前に位相
信号９ａはLow・Low・High（ここで各信号のHigh／Low
はＵ・Ｖ・Ｗの順に示す）、情報信号パターン１３は
｛０・０・１｝、位相検出情報１５はLow・Low・Highで
あった。しかし、スパイク状電圧２１が発生すると、位
相信号９ａはHigh・Low ・Highに、情報信号パターン１
３は｛１・０・１｝に、位相検出情報１５はHigh・Low
・Highになる。その後、検出電圧８ａのスパイク状電圧
２１はなくなり、位相信号９ａは転流の直前の信号と
同等の信号（Low・Low・High）になる。更に時間が経過
すると、基準電圧と検出電圧８ａが交差する点で再び位
相信号９ａの信号レベルがHigh・Low ・Highになる。デ
ータ入力部６ｉがデータ比較部６ｇに出力する情報信号
パターン１３は、ｔ１で｛０・０・１｝、ｔ２で｛１・
０・１｝、ｔ３で｛０・０・１｝、ｔ４で｛１・０・
１｝となる。
圧８ａのＵ相にスパイク状電圧２１が発生すると、発生
した電圧は、位相信号９ａ，情報信号パターン１３、お
よび位相検出情報１５に反映する。転流の直前に位相
信号９ａはLow・Low・High（ここで各信号のHigh／Low
はＵ・Ｖ・Ｗの順に示す）、情報信号パターン１３は
｛０・０・１｝、位相検出情報１５はLow・Low・Highで
あった。しかし、スパイク状電圧２１が発生すると、位
相信号９ａはHigh・Low ・Highに、情報信号パターン１
３は｛１・０・１｝に、位相検出情報１５はHigh・Low
・Highになる。その後、検出電圧８ａのスパイク状電圧
２１はなくなり、位相信号９ａは転流の直前の信号と
同等の信号（Low・Low・High）になる。更に時間が経過
すると、基準電圧と検出電圧８ａが交差する点で再び位
相信号９ａの信号レベルがHigh・Low ・Highになる。デ
ータ入力部６ｉがデータ比較部６ｇに出力する情報信号
パターン１３は、ｔ１で｛０・０・１｝、ｔ２で｛１・
０・１｝、ｔ３で｛０・０・１｝、ｔ４で｛１・０・
１｝となる。
【００４４】ここで、ｔ３における比較結果情報信号９
ａのＵ，Ｖ，Ｗの信号パターンは、転流の直前の信号
パターンであると共にｔ２のような環流電流が消失した
ことを表す。
ａのＵ，Ｖ，Ｗの信号パターンは、転流の直前の信号
パターンであると共にｔ２のような環流電流が消失した
ことを表す。
【００４５】データ比較部６ｇは、データ入力部６ｉか
ら出力された情報信号パターン１３と、比較データ記憶
部６ｄに記憶されている過去の情報信号パターンとを比
較する。データ比較部６ｇは、ｔ１，ｔ２およびｔ３の
時の情報信号パターン１３を比較する。データ比較部６
ｇは、ｔ３の時の情報信号パターンが転流直前のｔ１
における信号パターンに一致すると、ｔ２の時の環流電
流が消失したことを判断して比較結果１４を出力する。
位相検出部６ｅは、データ比較部６ｇから出力された比
較結果１４に基づいて、ｔ２の時の情報信号パターン１
３は次回に検出すべき位相に対応する信号パターンであ
ると判断し、比較データ記憶部６ｄの情報信号パターン
をｔ２の時の情報信号パターンに変更する。
ら出力された情報信号パターン１３と、比較データ記憶
部６ｄに記憶されている過去の情報信号パターンとを比
較する。データ比較部６ｇは、ｔ１，ｔ２およびｔ３の
時の情報信号パターン１３を比較する。データ比較部６
ｇは、ｔ３の時の情報信号パターンが転流直前のｔ１
における信号パターンに一致すると、ｔ２の時の環流電
流が消失したことを判断して比較結果１４を出力する。
位相検出部６ｅは、データ比較部６ｇから出力された比
較結果１４に基づいて、ｔ２の時の情報信号パターン１
３は次回に検出すべき位相に対応する信号パターンであ
ると判断し、比較データ記憶部６ｄの情報信号パターン
をｔ２の時の情報信号パターンに変更する。
【００４６】ｔ４の時には、データ比較部６ｇは、ｔ４
の情報信号パターン１３と比較データ記憶部６ｄのｔ２
とを比較する。データ比較部６ｇは、両者が一致する
と、比較結果１４を出力する。位相検出部６ｅは、デー
タ比較部６ｇから出力された比較結果１４に基づいて、
ｔ４の時の情報信号パターン１３に対応する位相検出情
報１５を速度制御部６ｃに出力する。
の情報信号パターン１３と比較データ記憶部６ｄのｔ２
とを比較する。データ比較部６ｇは、両者が一致する
と、比較結果１４を出力する。位相検出部６ｅは、デー
タ比較部６ｇから出力された比較結果１４に基づいて、
ｔ４の時の情報信号パターン１３に対応する位相検出情
報１５を速度制御部６ｃに出力する。
【００４７】速度制御部６ｃは、速度制御部６ｃから出
力された位相検出情報１５に基づいて、固定子巻線への
通電パターン１６を求めて、ドライバ７に出力する。
力された位相検出情報１５に基づいて、固定子巻線への
通電パターン１６を求めて、ドライバ７に出力する。
【００４８】ドライバ７は、速度制御部６ｃから出力さ
れた通電パターン１６に基づいて、インバータ回路４を
駆動する。
れた通電パターン１６に基づいて、インバータ回路４を
駆動する。
【００４９】以上で述べたように、本実施例では回転子
の位置の検出を禁止する禁止期間を設けることなく、良
好に回転子の位置を検出することができる。
の位置の検出を禁止する禁止期間を設けることなく、良
好に回転子の位置を検出することができる。
【００５０】また、回転速度毎に電気角に対応する時間
が変わるから、従来は回転速度が変わる度に電気角に対
応する時間を算出していたが、本実施例では禁止期間の
算出が不要になる。また、負荷の急激な変動があった場
合でも、固定子巻線の端子電圧と基準電圧とから情報信
号パターンをつくり、過去の情報信号パターンと比較し
て検出すべき位相であるか判断してから、情報信号パタ
ーンに対応する回転子の位置を検出するので、良好に回
転子位置を検出することができる。
が変わるから、従来は回転速度が変わる度に電気角に対
応する時間を算出していたが、本実施例では禁止期間の
算出が不要になる。また、負荷の急激な変動があった場
合でも、固定子巻線の端子電圧と基準電圧とから情報信
号パターンをつくり、過去の情報信号パターンと比較し
て検出すべき位相であるか判断してから、情報信号パタ
ーンに対応する回転子の位置を検出するので、良好に回
転子位置を検出することができる。
【００５１】図４に、制御回路６の内部処理フローの一
例を示す。制御回路６の内部処理は、ブラシレスモータ
５の速度制御信号を発生するメイン処理４１，回転子位
置を検出する位置検出処理４２，処理４１で発生した速
度制御信号と処理４２で検出した回転子位置に基づいて
インバータ回路４を駆動するドライブ処理４３，ドライ
ブ処理４３の後、メイン処理４１を行うための準備フラ
グのクリア処理４４、および、一致フラグのクリア処理
４５から構成される。ここで、処理４３のドライブ処理
は、位相補正で調整される所定の時間経過後に通電切換
可能な処理である。
例を示す。制御回路６の内部処理は、ブラシレスモータ
５の速度制御信号を発生するメイン処理４１，回転子位
置を検出する位置検出処理４２，処理４１で発生した速
度制御信号と処理４２で検出した回転子位置に基づいて
インバータ回路４を駆動するドライブ処理４３，ドライ
ブ処理４３の後、メイン処理４１を行うための準備フラ
グのクリア処理４４、および、一致フラグのクリア処理
４５から構成される。ここで、処理４３のドライブ処理
は、位相補正で調整される所定の時間経過後に通電切換
可能な処理である。
【００５２】次に処理４２を詳しく説明する。
【００５３】処理４２ａで、タイマ６ｆは、所定の電気
角度期間中（例えば、電気角３０度期間中，電気角６０
度期間中，電気角１２０度期間中，電気角３６０度期間
中、または機械角３６０度期間中など）に、信号処理を
何回行ったかカウントする。その他、タイマ６ｆは所定
時間の経過も管理することができる。
角度期間中（例えば、電気角３０度期間中，電気角６０
度期間中，電気角１２０度期間中，電気角３６０度期間
中、または機械角３６０度期間中など）に、信号処理を
何回行ったかカウントする。その他、タイマ６ｆは所定
時間の経過も管理することができる。
【００５４】処理４２ｂで、データ入力部６ｉは、ＰＷ
Ｍ信号発生部６ｈが出力するＰＷＭ信号１１がオン状態
かオフ状態かを判定する。この処理では、判定のために
フラグを用いたり、マイコンでＰＷＭ信号のオン，オフ
の状態を判定したりすることで、より簡便な処理にする
ことができる。
Ｍ信号発生部６ｈが出力するＰＷＭ信号１１がオン状態
かオフ状態かを判定する。この処理では、判定のために
フラグを用いたり、マイコンでＰＷＭ信号のオン，オフ
の状態を判定したりすることで、より簡便な処理にする
ことができる。
【００５５】処理４２ｃで、データ入力部６ｉは、EEPR
OM１０で設定されたｔｄに相当する遅延時間が経過して
いるか否かを判定する。これは、タイマ６ｊあるいは処
理４２ａのカウント処理で行ってもよい。ここで、遅延
時間情報をEEPROMあるいは、外部抵抗等で調整できるよ
うにすることで、パワーモジュールの特性が異なる場合
でもソフトウエア内部の定数を変更する必要がないた
め、制御ソフトウエアに汎用性を持たせることができ
る。
OM１０で設定されたｔｄに相当する遅延時間が経過して
いるか否かを判定する。これは、タイマ６ｊあるいは処
理４２ａのカウント処理で行ってもよい。ここで、遅延
時間情報をEEPROMあるいは、外部抵抗等で調整できるよ
うにすることで、パワーモジュールの特性が異なる場合
でもソフトウエア内部の定数を変更する必要がないた
め、制御ソフトウエアに汎用性を持たせることができ
る。
【００５６】処理４２ｄで、データ入力部６ｉは、Ｕ・
Ｖ・Ｗ各相の位相信号９ａを読み込む。この時、位相信
号９ａを読み込んだタイミングを知る上で、制御回路６
からＨＩレベルあるいはＬＯＷレベルの信号等を出力す
ることが、制御装置の動作を確認する上で有効である。
Ｖ・Ｗ各相の位相信号９ａを読み込む。この時、位相信
号９ａを読み込んだタイミングを知る上で、制御回路６
からＨＩレベルあるいはＬＯＷレベルの信号等を出力す
ることが、制御装置の動作を確認する上で有効である。
【００５７】処理４２ｅで、タイマ６ｊは通電切換後、
所定の時間が経過したか否かを判定する。これは、処理
４２ａのカウント処理で行ってもよい。
所定の時間が経過したか否かを判定する。これは、処理
４２ａのカウント処理で行ってもよい。
【００５８】処理４２ｆで、比較データ記憶部６ｄは、
次回の信号処理に必要な所定の信号パターンが設定され
ているかを判定する。設定されている場合、比較データ
記憶部６ｄは準備フラグを１、設定されていない場合は
準備フラグを０とする。
次回の信号処理に必要な所定の信号パターンが設定され
ているかを判定する。設定されている場合、比較データ
記憶部６ｄは準備フラグを１、設定されていない場合は
準備フラグを０とする。
【００５９】処理４２ｆで、準備フラグが１の場合、比
較データ記憶部６ｄは設定されている信号パターンをデ
ータ比較部６ｇに出力する。処理４２ｆで準備フラグが
０の場合、処理４２ｇで、比較データ記憶部６ｄは信号
パターンを更新・設定し、更新された信号パターンをデ
ータ比較部６ｇに出力して準備フラグを１にする。
較データ記憶部６ｄは設定されている信号パターンをデ
ータ比較部６ｇに出力する。処理４２ｆで準備フラグが
０の場合、処理４２ｇで、比較データ記憶部６ｄは信号
パターンを更新・設定し、更新された信号パターンをデ
ータ比較部６ｇに出力して準備フラグを１にする。
【００６０】処理４２ｈで、比較データ記憶部６ｄは、
更新した信号パターンが１回目であるか否かを判定する
際に使用する一致フラグをクリアする。
更新した信号パターンが１回目であるか否かを判定する
際に使用する一致フラグをクリアする。
【００６１】処理４２ｊで、位相検出部６ｅは、処理４
２ｄで読み込んだ各位相信号９ａの情報信号パターンを
回転子の位置で決まる予め定められた信号パターンと照
合する。
２ｄで読み込んだ各位相信号９ａの情報信号パターンを
回転子の位置で決まる予め定められた信号パターンと照
合する。
【００６２】処理４２ｋで、信号パターンが一致してい
た場合には処理４２ｍに進み、信号パターンが一致して
いない場合には処理４２ｌへジャンプする。
た場合には処理４２ｍに進み、信号パターンが一致して
いない場合には処理４２ｌへジャンプする。
【００６３】処理４２ｌで、位相検出部６ｅは、一致し
た信号パターンが２度一致したか否かを判定する際に使
用するフラグをクリアする。
た信号パターンが２度一致したか否かを判定する際に使
用するフラグをクリアする。
【００６４】処理４２ｍで、位相検出部６ｅは、一致し
た信号が２回一致したか否かを判定する。信号パターン
が一致して一致フラグがオフのときに、処理４２ｎで、
位相検出部６ｅは、一致フラグをオンにする。信号パタ
ーンが一致して一致フラグがオンのときには処理４２ｏ
に進む。
た信号が２回一致したか否かを判定する。信号パターン
が一致して一致フラグがオフのときに、処理４２ｎで、
位相検出部６ｅは、一致フラグをオンにする。信号パタ
ーンが一致して一致フラグがオンのときには処理４２ｏ
に進む。
【００６５】処理４２ｏは、次回の通電制御処理に必要
な所定の信号パターンが設定されているか否かを判定す
る分岐処理である。処理４２ｏで、準備フラグが１のと
きはドライブ処理４３に進み、準備フラグが０のときは
処理４２ｐに進む。
な所定の信号パターンが設定されているか否かを判定す
る分岐処理である。処理４２ｏで、準備フラグが１のと
きはドライブ処理４３に進み、準備フラグが０のときは
処理４２ｐに進む。
【００６６】処理４２ｐは、処理４２ｏにおいて、次回
の通電処理に必要な所定の信号パターンが設定されてい
ない（準備フラグが０である）場合に、次回の通電制御
処理のための所定の信号パターンを更新・設定する処理
である。処理４２ｑで、位相検出部６ｅは、所定の信号
パターンが更新されたことを表すために準備フラグを１
に設定する。処理４２ｒで、位相検出部６ｅは、一致し
た信号パターンが１回目であるか否かを判定する際に使
用する一致フラグをクリアする。
の通電処理に必要な所定の信号パターンが設定されてい
ない（準備フラグが０である）場合に、次回の通電制御
処理のための所定の信号パターンを更新・設定する処理
である。処理４２ｑで、位相検出部６ｅは、所定の信号
パターンが更新されたことを表すために準備フラグを１
に設定する。処理４２ｒで、位相検出部６ｅは、一致し
た信号パターンが１回目であるか否かを判定する際に使
用する一致フラグをクリアする。
【００６７】処理４２ｇあるいは処理４２ｐで所定の信
号パターンが更新された後に処理４２ｄで読み込んだ位
相信号９ａの信号パターンが２回一致したときに、この
回転位置に適切な通電パターンを決定してドライブ処理
４３を行うことになる。
号パターンが更新された後に処理４２ｄで読み込んだ位
相信号９ａの信号パターンが２回一致したときに、この
回転位置に適切な通電パターンを決定してドライブ処理
４３を行うことになる。
【００６８】ここで、処理４２ｆ〜処理４２ｉと処理４
２ｏ〜処理４２ｒまでが同等であるため、サブルーチン
化することによりプログラムの増加を最小限に押さえる
と同時に通電切換後の環流期間が長い場合でも良好にブ
ラシレスモータの制御ができる。
２ｏ〜処理４２ｒまでが同等であるため、サブルーチン
化することによりプログラムの増加を最小限に押さえる
と同時に通電切換後の環流期間が長い場合でも良好にブ
ラシレスモータの制御ができる。
【００６９】図５に、インバータ回路４で上アームチョ
ッパを行ったＰＷＭ制御において、通流率が１００％未
満の時のブラシレスモータ５の固定子巻線の各相（Ｕ，
Ｖ，Ｗ相）の端子電圧の検出電圧８ａと、ＰＷＭ信号，
比較回路から出力される各相の比較結果情報信号，制御
回路６で読み込まれたＰＷＭオン時の情報信号パター
ン，制御回路内部で認識される位置検出情報を示す。
ッパを行ったＰＷＭ制御において、通流率が１００％未
満の時のブラシレスモータ５の固定子巻線の各相（Ｕ，
Ｖ，Ｗ相）の端子電圧の検出電圧８ａと、ＰＷＭ信号，
比較回路から出力される各相の比較結果情報信号，制御
回路６で読み込まれたＰＷＭオン時の情報信号パター
ン，制御回路内部で認識される位置検出情報を示す。
【００７０】図５を参照して図４に示したアルゴリズム
を用いた制御処理を行うと、図５におけるｔ１及びｔ３
に示すように通電パターンの切り換え直後にｔ２及びｔ
４と同等の位相信号が現れる場合でも誤判定を防止する
ことができると共に通電パターン切り換え直後に流れる
環流電流の影響を受けることなく、良好に位相信号を得
ることができ良好に通電切り換えを行うことができる。
を用いた制御処理を行うと、図５におけるｔ１及びｔ３
に示すように通電パターンの切り換え直後にｔ２及びｔ
４と同等の位相信号が現れる場合でも誤判定を防止する
ことができると共に通電パターン切り換え直後に流れる
環流電流の影響を受けることなく、良好に位相信号を得
ることができ良好に通電切り換えを行うことができる。
【００７１】また、図４を参照して説明した処理４２ｇ
及び処理４２ｐにおいて信号パターン更新後に、図３の
（ｂ）に示すように、基準点近傍で信号が振動した場合
には、図３（ｃ）に示すように振動した信号が出力さ
れ、処理４１から周期的な処理４２へ移ったときに、図
３（ｄ）におけるタイミングで処理４２が行われ、図３
（ｅ）のタイミングで処理４２ｄが行われ、処理４２ｊ
で信号パターンの照合が行われ、処理４２ｋでパターン
一致により処理４２ｍへ進む。このとき、今の通電期間
中において、一回目のパターン一致であり、一致フラグ
はオフとなっているために、処理４２ｍから処理４２ｎ
へ分岐する。その後、図３の（ｇ）ｔｄのタイミングで
再度処理４２ｄが行われ、この処理４２ｊが行われた後
に、処理４２ｋでは信号パターンが一致しないために処
理４２ｌへ分岐し、一致フラグをクリアして処理４１へ
戻る。
及び処理４２ｐにおいて信号パターン更新後に、図３の
（ｂ）に示すように、基準点近傍で信号が振動した場合
には、図３（ｃ）に示すように振動した信号が出力さ
れ、処理４１から周期的な処理４２へ移ったときに、図
３（ｄ）におけるタイミングで処理４２が行われ、図３
（ｅ）のタイミングで処理４２ｄが行われ、処理４２ｊ
で信号パターンの照合が行われ、処理４２ｋでパターン
一致により処理４２ｍへ進む。このとき、今の通電期間
中において、一回目のパターン一致であり、一致フラグ
はオフとなっているために、処理４２ｍから処理４２ｎ
へ分岐する。その後、図３の（ｇ）ｔｄのタイミングで
再度処理４２ｄが行われ、この処理４２ｊが行われた後
に、処理４２ｋでは信号パターンが一致しないために処
理４２ｌへ分岐し、一致フラグをクリアして処理４１へ
戻る。
【００７２】更に、処理４１から周期的な処理４２へ移
った際、図３（ｃ）におけるｔｃのタイミングで処理４
２ｄが行われ、前記同様に、処理４２ｎまで実行され、
図３（ｃ）におけるｔｄのタイミングで処理４２ｄから
処理４２ｍが実行され、一致フラグがＯＮであるため処
理４２ｏを経て処理４３へと進み、回転子位置に適した
ドライブ処理が行われる。
った際、図３（ｃ）におけるｔｃのタイミングで処理４
２ｄが行われ、前記同様に、処理４２ｎまで実行され、
図３（ｃ）におけるｔｄのタイミングで処理４２ｄから
処理４２ｍが実行され、一致フラグがＯＮであるため処
理４２ｏを経て処理４３へと進み、回転子位置に適した
ドライブ処理が行われる。
【００７３】この位相信号生成回路９と位置検出アルゴ
リズムを用いると、パルス状のノイズが入った場合でも
良好に回転子位置を検出し、良好なモータ制御が可能で
ある。また、この実施形態では、位相信号９ａの２回の
パターン一致がドライブ処理へ進む条件としたが、それ
以外の複数回一致でも有効であると共に、ブラシレスモ
ータ５の固定子巻線の端子電圧に現れるノイズや振動を
抑制することで省略しても有効である。
リズムを用いると、パルス状のノイズが入った場合でも
良好に回転子位置を検出し、良好なモータ制御が可能で
ある。また、この実施形態では、位相信号９ａの２回の
パターン一致がドライブ処理へ進む条件としたが、それ
以外の複数回一致でも有効であると共に、ブラシレスモ
ータ５の固定子巻線の端子電圧に現れるノイズや振動を
抑制することで省略しても有効である。
【００７４】図６に、通電切換後の環流電流が流れてい
る期間が長い場合の端子電圧の検出電圧８ａと、比較回
路から出力される比較結果情報信号と制御回路内部にお
ける位置検出情報の１相分を示す。
る期間が長い場合の端子電圧の検出電圧８ａと、比較回
路から出力される比較結果情報信号と制御回路内部にお
ける位置検出情報の１相分を示す。
【００７５】この位置検出アルゴリズムを用いると位相
信号生成回路９は、比較器回路のみでよいことに加え、
ＰＷＭ信号がオンの時の位相信号を読み込むため、ＰＷ
Ｍ制御におけるチョッピング動作が行われているか否か
に関わらず、同様の位置検出情報を得ることができ、Ｐ
ＡＭ制御においても良好なモータ制御が可能である。そ
の他、図６のように通電切換後の環流電流が流れている
期間が長く基準電圧近傍で情報信号が変化しない場合で
も、処理４２ｅを設けているため、通電切換後の所定時
間経過の判定後に、強制的に照合する信号パターンを変
更するため、モータが停止することなく次回の通電切換
が可能になり、良好なモータ制御が可能である。
信号生成回路９は、比較器回路のみでよいことに加え、
ＰＷＭ信号がオンの時の位相信号を読み込むため、ＰＷ
Ｍ制御におけるチョッピング動作が行われているか否か
に関わらず、同様の位置検出情報を得ることができ、Ｐ
ＡＭ制御においても良好なモータ制御が可能である。そ
の他、図６のように通電切換後の環流電流が流れている
期間が長く基準電圧近傍で情報信号が変化しない場合で
も、処理４２ｅを設けているため、通電切換後の所定時
間経過の判定後に、強制的に照合する信号パターンを変
更するため、モータが停止することなく次回の通電切換
が可能になり、良好なモータ制御が可能である。
【００７６】また、この実施形態では、出力可変形の整
流回路２を使用した構成においても、そのときの出力電
圧に応じて比較回路の基準電圧が可変するために、ＰＷ
Ｍ制御全域及びＰＡＭ制御あるいはＰＷＭ／ＰＡＭの切
換制御のいずれにおいても位相信号から同等の位置検出
情報を得ることができ、良好なモータ制御を実現するこ
とができる。
流回路２を使用した構成においても、そのときの出力電
圧に応じて比較回路の基準電圧が可変するために、ＰＷ
Ｍ制御全域及びＰＡＭ制御あるいはＰＷＭ／ＰＡＭの切
換制御のいずれにおいても位相信号から同等の位置検出
情報を得ることができ、良好なモータ制御を実現するこ
とができる。
【００７７】そして、制御回路６は、ある時刻（タイミ
ング）における固定子巻線の各相の端子電圧（検出電
圧）に応じた位相信号のパターンに基づいて回転子位置
を検出（判断）するようにしているので、ノイズによる
誤検出を軽減することができる。
ング）における固定子巻線の各相の端子電圧（検出電
圧）に応じた位相信号のパターンに基づいて回転子位置
を検出（判断）するようにしているので、ノイズによる
誤検出を軽減することができる。
【００７８】また、この制御回路６は、この回転子位置
と固定子巻線への現在の通電パターンから次の通電パタ
ーンを決めることができるために、ノイズによる誤動作
を軽減することができる。
と固定子巻線への現在の通電パターンから次の通電パタ
ーンを決めることができるために、ノイズによる誤動作
を軽減することができる。
【００７９】更に、本発明のアルゴリズムを用いると、
ソフトウエアの構成が簡便であると共に環流電流消失を
判定するデータと位置検出を判定するデータが同じで良
いため、マイコン制御時の必要なデータテーブル、それ
に伴ったＲＡＭ，ＲＯＭの占有量を最小限にすることが
できる。このため、容量の少ない低コストのマイコンで
も良好なモータ制御を実現でき、家庭用電化製品に組み
込んだ場合でも低コストで良好な製品を実現できる。
ソフトウエアの構成が簡便であると共に環流電流消失を
判定するデータと位置検出を判定するデータが同じで良
いため、マイコン制御時の必要なデータテーブル、それ
に伴ったＲＡＭ，ＲＯＭの占有量を最小限にすることが
できる。このため、容量の少ない低コストのマイコンで
も良好なモータ制御を実現でき、家庭用電化製品に組み
込んだ場合でも低コストで良好な製品を実現できる。
【００８０】図７にインバータ回路４で上下アームチョ
ッパと前半６０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御
を行った場合について、図８にインバータ回路４で上下
アームチョッパと後半６０度チョッパとを組み合わせて
ＰＷＭ制御を行った場合について、図９にインバータ回
路４で上下アームチョッパと後半３０度チョッパとを組
み合わせてＰＷＭ制御を行った場合について、図１０に
インバータ回路４で上下アームチョッパと前半３０度チ
ョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場合につい
て、それぞれ検出電圧，ＰＷＭ信号，比較結果情報信
号，ＰＷＭ信号オン時の情報信号パターン，制御回路内
部における位置検出情報の各信号波形を示す。
ッパと前半６０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御
を行った場合について、図８にインバータ回路４で上下
アームチョッパと後半６０度チョッパとを組み合わせて
ＰＷＭ制御を行った場合について、図９にインバータ回
路４で上下アームチョッパと後半３０度チョッパとを組
み合わせてＰＷＭ制御を行った場合について、図１０に
インバータ回路４で上下アームチョッパと前半３０度チ
ョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場合につい
て、それぞれ検出電圧，ＰＷＭ信号，比較結果情報信
号，ＰＷＭ信号オン時の情報信号パターン，制御回路内
部における位置検出情報の各信号波形を示す。
【００８１】いずれの場合でもＰＷＭ信号オン時の比較
結果情報信号を得ることによって、同等の位置検出情報
を得ることができる。
結果情報信号を得ることによって、同等の位置検出情報
を得ることができる。
【００８２】したがって、インバータ回路４において上
アームチョッパ，上下アームチョッパ，前半６０度チョ
ッパ，後半６０度チョッパ，前半３０度チョッパ，後半
３０度チョッパを任意に組み合わせた場合についても、
ＰＷＭ制御時のチョッピング方式に関わらず良好なモー
タ制御を実現することができる。
アームチョッパ，上下アームチョッパ，前半６０度チョ
ッパ，後半６０度チョッパ，前半３０度チョッパ，後半
３０度チョッパを任意に組み合わせた場合についても、
ＰＷＭ制御時のチョッピング方式に関わらず良好なモー
タ制御を実現することができる。
【００８３】その他、本発明の位置検出方法を用いる
と、ＰＷＭ制御時のチョッピング方式に関わらず良好に
モータの回転子位置検出ができるため、６つのスイッチ
ング素子中、上側あるいは下側の素子をチョッピング動
作不要にし、動作速度の遅い低価格な素子を使った安価
なパワーモジュールでモータ制御装置を構成できるた
め、安価で良好なモータ制御装置を実現することができ
る。
と、ＰＷＭ制御時のチョッピング方式に関わらず良好に
モータの回転子位置検出ができるため、６つのスイッチ
ング素子中、上側あるいは下側の素子をチョッピング動
作不要にし、動作速度の遅い低価格な素子を使った安価
なパワーモジュールでモータ制御装置を構成できるた
め、安価で良好なモータ制御装置を実現することができ
る。
【００８４】図１１に、通電位相に対するブラシレスモ
ータの運転効率を示す。ブラシレスモータの運転効率
は、逆起電力に対する通電位相によって変化するため
に、通電位相は非常に重要な要素である。従って、モー
タ起動時には最高効率となるように、あらかじめＲＡＭ
あるいはＲＯＭに格納した情報，モータの回転速度とイ
ンバータ回路を流れる電流量あるいはモータ電流量から
算出した情報を使用して通電位相を制御することによっ
てブラシレスモータを高効率で運転することができる。
ータの運転効率を示す。ブラシレスモータの運転効率
は、逆起電力に対する通電位相によって変化するため
に、通電位相は非常に重要な要素である。従って、モー
タ起動時には最高効率となるように、あらかじめＲＡＭ
あるいはＲＯＭに格納した情報，モータの回転速度とイ
ンバータ回路を流れる電流量あるいはモータ電流量から
算出した情報を使用して通電位相を制御することによっ
てブラシレスモータを高効率で運転することができる。
【００８５】また、通電位相を外部から制御できるよう
にすれば、ユーザ側で、モータに合わせた通電位相でブ
ラシレスモータを運転できるようにすることができる。
この外部制御のための制御端子は、制御回路６のＡ／Ｄ
変換端子，通信用端子，入力ポートなどを使用すること
ができる。
にすれば、ユーザ側で、モータに合わせた通電位相でブ
ラシレスモータを運転できるようにすることができる。
この外部制御のための制御端子は、制御回路６のＡ／Ｄ
変換端子，通信用端子，入力ポートなどを使用すること
ができる。
【００８６】ブラシレスモータの速度制御において、固
定子巻線に供給する端子電圧をパルス幅制御することに
より速度制御を行うＰＷＭ制御は、通流率が最大値（１
００％）に達すると、それ以上に回転速度を高めるため
の制御を行うことができない。また、固定子巻線に供給
する端子電圧の高さを制御することにより速度制御を行
うＰＡＭ制御では、端子電圧が最大値に達すると、それ
以上に回転速度を高めるための制御を行うことができな
い。しかしながら、図１２に示すように、固定子巻線に
供給する端子電圧を同じに維持した状態で通電位相を変
えることにより回転速度を変えることができる。そし
て、この通電位相の制御は、位相信号を使用して実現す
ることができる。
定子巻線に供給する端子電圧をパルス幅制御することに
より速度制御を行うＰＷＭ制御は、通流率が最大値（１
００％）に達すると、それ以上に回転速度を高めるため
の制御を行うことができない。また、固定子巻線に供給
する端子電圧の高さを制御することにより速度制御を行
うＰＡＭ制御では、端子電圧が最大値に達すると、それ
以上に回転速度を高めるための制御を行うことができな
い。しかしながら、図１２に示すように、固定子巻線に
供給する端子電圧を同じに維持した状態で通電位相を変
えることにより回転速度を変えることができる。そし
て、この通電位相の制御は、位相信号を使用して実現す
ることができる。
【００８７】従って、ブラシレスモータの固定子巻線電
流のＰＷＭ制御及びＰＡＭ制御に加えて通電位相制御を
行うことによって該モータの回転速度をより広範囲に制
御することができる。例えば、ＰＷＭ制御において通流
率が最大値に未達の状態あるいはＰＡＭ制御において供
給電圧が最大値に未達の状態では、モータの効率が最高
になるような通電位相での制御を行い、通流率または供
給電圧が最大値になった後は通電位相を最高効率点より
も進めるような制御を行うことによって、通常は効率重
視の運転制御特性とし、高速回転が必要な状態では通電
位相を進めて高速性重視の運転制御特性とすることがで
きる。したがって、ブラシレスモータを効率重視特性で
運転制御し、あるいは高速重視特性で運転制御すること
ができるので、ブラシレスモータを広範囲に制御するこ
とができる。
流のＰＷＭ制御及びＰＡＭ制御に加えて通電位相制御を
行うことによって該モータの回転速度をより広範囲に制
御することができる。例えば、ＰＷＭ制御において通流
率が最大値に未達の状態あるいはＰＡＭ制御において供
給電圧が最大値に未達の状態では、モータの効率が最高
になるような通電位相での制御を行い、通流率または供
給電圧が最大値になった後は通電位相を最高効率点より
も進めるような制御を行うことによって、通常は効率重
視の運転制御特性とし、高速回転が必要な状態では通電
位相を進めて高速性重視の運転制御特性とすることがで
きる。したがって、ブラシレスモータを効率重視特性で
運転制御し、あるいは高速重視特性で運転制御すること
ができるので、ブラシレスモータを広範囲に制御するこ
とができる。
【００８８】（実施例２）図１３に、遅延時間情報を含
んだEEPROM１０の代わりに可変抵抗器を用いた場合のブ
ラシレスモータ制御装置のブロック図を示す。EEPROM１
０に遅延時間情報のみ格納する場合には、可変抵抗器等
で情報を入力すると簡便でかつ安価に良好なモータ制御
装置を実現できる。
んだEEPROM１０の代わりに可変抵抗器を用いた場合のブ
ラシレスモータ制御装置のブロック図を示す。EEPROM１
０に遅延時間情報のみ格納する場合には、可変抵抗器等
で情報を入力すると簡便でかつ安価に良好なモータ制御
装置を実現できる。
【００８９】このような制御装置は、制御回路６と位相
信号生成回路９を統合したハイブリットＩＣあるいは、
インバータ回路４と制御回路６とドライバ７と位相信号
生成回路９を統合したインテリジェント型パワーモジュ
ールとして構成することにより、部品点数が減少して取
り扱いやすい制御装置とすることができる。
信号生成回路９を統合したハイブリットＩＣあるいは、
インバータ回路４と制御回路６とドライバ７と位相信号
生成回路９を統合したインテリジェント型パワーモジュ
ールとして構成することにより、部品点数が減少して取
り扱いやすい制御装置とすることができる。
【００９０】ヒートポンプ式の空調機は、圧縮機の回転
速度によって冷暖房出力が変化することから、前述した
ように、ＰＷＭ制御及びＰＡＭ制御に加えて通電位相制
御されるブラシレスモータを圧縮機及び送風機の駆動源
として使用することにより冷暖房能力の高い空調を実現
することができる。しかも、通常の運転領域では効率重
視の運転制御を行うことにより省エネルギー型の空調機
とすることができる。同様に、この制御装置を用いて制
御されるブラシレスモータは、冷凍機の圧縮機及び送風
機を駆動する駆動源として使用することにより、冷凍能
力に優れた冷凍機を実現することができる。
速度によって冷暖房出力が変化することから、前述した
ように、ＰＷＭ制御及びＰＡＭ制御に加えて通電位相制
御されるブラシレスモータを圧縮機及び送風機の駆動源
として使用することにより冷暖房能力の高い空調を実現
することができる。しかも、通常の運転領域では効率重
視の運転制御を行うことにより省エネルギー型の空調機
とすることができる。同様に、この制御装置を用いて制
御されるブラシレスモータは、冷凍機の圧縮機及び送風
機を駆動する駆動源として使用することにより、冷凍能
力に優れた冷凍機を実現することができる。
【００９１】同様に、この制御装置を用いて制御される
ブラシレスモータを動力源として撹拌翼や脱水槽を回転
させる洗濯機を構成した場合も、同様に、制御性に優れ
た洗濯機とすることができる。特に、省エネルギー高速
脱水を実現するのに有効である。
ブラシレスモータを動力源として撹拌翼や脱水槽を回転
させる洗濯機を構成した場合も、同様に、制御性に優れ
た洗濯機とすることができる。特に、省エネルギー高速
脱水を実現するのに有効である。
【００９２】更に、この制御装置を用いて制御されるブ
ラシレスモータは、電気掃除機の送風機を駆動する駆動
源として使用することにより、吸引力の優れた電気掃除
機を実現することができる。
ラシレスモータは、電気掃除機の送風機を駆動する駆動
源として使用することにより、吸引力の優れた電気掃除
機を実現することができる。
【００９３】その他、本発明になる位相信号生成回路と
位置検出アルゴリズムを用いると、汎用のロジック回路
等で大きな回路構成の必要もなく、また容量の大きい電
解コンデンサを使用する必要がなくなるため、インバー
タ回路及びドライバ回路と一体化することにより、小型
かつ安価なインバータ制御回路を実現することができ、
これを搭載した空調機及び冷凍機，洗濯機，電気掃除機
を構成することにより、小型かつ安価で制御性に優れた
空調機及び冷凍機，洗濯機，電気掃除機を実現すること
ができる。
位置検出アルゴリズムを用いると、汎用のロジック回路
等で大きな回路構成の必要もなく、また容量の大きい電
解コンデンサを使用する必要がなくなるため、インバー
タ回路及びドライバ回路と一体化することにより、小型
かつ安価なインバータ制御回路を実現することができ、
これを搭載した空調機及び冷凍機，洗濯機，電気掃除機
を構成することにより、小型かつ安価で制御性に優れた
空調機及び冷凍機，洗濯機，電気掃除機を実現すること
ができる。
【００９４】
【発明の効果】本発明によれば、第１の情報信号パター
ンと第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の
情報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異な
るときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したと
きであるから、情報信号パターン比較手段が、第１の情
報信号パターン，第２の情報信号パターン、および第３
の情報信号パターンを比較して、環流電流消滅信号を出
力することにより、環流電流の消失を検出することがで
きる。環流電流の消失を検出してから、情報信号発生手
段で発生した情報信号パターンに基づいて回転子の回転
位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁止
期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子の位
置を検出することができる。また、負荷の急激な変動が
あった場合でも、禁止期間の算出が不要なので、早い応
答でブラシレスモータを駆動することができる。
ンと第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の
情報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異な
るときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したと
きであるから、情報信号パターン比較手段が、第１の情
報信号パターン，第２の情報信号パターン、および第３
の情報信号パターンを比較して、環流電流消滅信号を出
力することにより、環流電流の消失を検出することがで
きる。環流電流の消失を検出してから、情報信号発生手
段で発生した情報信号パターンに基づいて回転子の回転
位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁止
期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子の位
置を検出することができる。また、負荷の急激な変動が
あった場合でも、禁止期間の算出が不要なので、早い応
答でブラシレスモータを駆動することができる。
【００９５】また、スイッチング素子のチョッピングパ
ターンによらず回転子位置検出が可能なので、６つのス
イッチング素子中、上側あるいは下側の３つのスイッチ
ング素子の動作速度が遅く安価な場合でも良好に回転子
の位置を検出できる。
ターンによらず回転子位置検出が可能なので、６つのス
イッチング素子中、上側あるいは下側の３つのスイッチ
ング素子の動作速度が遅く安価な場合でも良好に回転子
の位置を検出できる。
【００９６】本発明によれば、第１の情報信号パターン
と第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の情
報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異なる
ときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したとき
であるとともに、第２の情報信号パターンが、検出すべ
き回転子の位置に対応する情報信号パターンであること
から、情報信号パターン記憶手段に記憶された第２の情
報信号パターンと一致する情報信号発生手段で発生した
情報信号パターンに基づいて回転子の回転位置を検出す
れば、回転子の位置の検出を禁止する禁止期間を設ける
ことなく、転流直後から良好に回転子の位置を検出する
ことができる。
と第３の情報信号パターンとが同じで、かつ、第２の情
報信号パターンが他の２つの情報信号パターンと異なる
ときは、転流直後に環流電流が発生して、消滅したとき
であるとともに、第２の情報信号パターンが、検出すべ
き回転子の位置に対応する情報信号パターンであること
から、情報信号パターン記憶手段に記憶された第２の情
報信号パターンと一致する情報信号発生手段で発生した
情報信号パターンに基づいて回転子の回転位置を検出す
れば、回転子の位置の検出を禁止する禁止期間を設ける
ことなく、転流直後から良好に回転子の位置を検出する
ことができる。
【００９７】本発明によれば、環流電流の消失を検出し
てから、情報信号パターン記憶手段に記憶された情報信
号パターンと第４の情報信号パターンとが一致したとき
は、第４の情報信号パターンが検出すべき回転子の位置
に対応する情報信号パターンであるから、情報信号パタ
ーン比較手段が、情報信号パターン記憶手段に記憶され
た情報信号パターンと第４の情報信号パターンとを比較
して、情報信号パターン一致信号を出力し、回転位置検
出手段が、情報信号パターン一致信号と情報信号発生手
段で発生した情報信号パターンとに基づいて回転子の回
転位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁
止期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子の
位置を検出することができる。
てから、情報信号パターン記憶手段に記憶された情報信
号パターンと第４の情報信号パターンとが一致したとき
は、第４の情報信号パターンが検出すべき回転子の位置
に対応する情報信号パターンであるから、情報信号パタ
ーン比較手段が、情報信号パターン記憶手段に記憶され
た情報信号パターンと第４の情報信号パターンとを比較
して、情報信号パターン一致信号を出力し、回転位置検
出手段が、情報信号パターン一致信号と情報信号発生手
段で発生した情報信号パターンとに基づいて回転子の回
転位置を検出すれば、回転子の位置の検出を禁止する禁
止期間を設けることなく、転流直後から良好に回転子の
位置を検出することができる。
【００９８】本発明によれば、通電切換後の環流電流期
間が長いために、環流電流の消失を検出できない場合で
も、回転子の磁極位置検出ができ、安価に良好なモータ
制御ができる。
間が長いために、環流電流の消失を検出できない場合で
も、回転子の磁極位置検出ができ、安価に良好なモータ
制御ができる。
【００９９】本発明によれば、ブラシレスモータに対し
て、通電切換直後から回転子の位置検出ができると共に
通電切換後の環流電流期間が長い場合でも、回転子の磁
極位置検出ができ、安価に良好なモータ制御ができる。
また、ノイズによる位置検出誤りや通電誤動作を軽減す
ることができ、制御範囲を拡張することができる。ま
た、ブラシレスモータを効率重視特性で運転制御し、あ
るいは高速重視特性で運転制御することができるので、
ブラシレスモータを広範囲に制御することができる。
て、通電切換直後から回転子の位置検出ができると共に
通電切換後の環流電流期間が長い場合でも、回転子の磁
極位置検出ができ、安価に良好なモータ制御ができる。
また、ノイズによる位置検出誤りや通電誤動作を軽減す
ることができ、制御範囲を拡張することができる。ま
た、ブラシレスモータを効率重視特性で運転制御し、あ
るいは高速重視特性で運転制御することができるので、
ブラシレスモータを広範囲に制御することができる。
【０１００】そして、前述した制御装置により制御され
るブラシレスモータを動力源として使用することにより
高性能の空調機，冷凍機，洗濯機を実現することができ
る。比較回路からの信号を用い、ＰＷＭ信号オンの時の
通電切換後の環流電流消失後に位置検出信号パターンを
更新し、その後の位置検出信号パターンを制御回路で照
合することによってＰＷＭ制御全域及びＰＡＭ制御，Ｐ
ＷＭ／ＰＡＭの切換制御時にも良好なモータ制御が実現
できる。また、このモータ制御装置により制御されるモ
ータを動力源とする空調機及び冷凍機，洗濯機，電気掃
除機を構成することにより、制御性に優れた空調機及び
冷凍機，洗濯機，電気掃除機を実現することができる。
るブラシレスモータを動力源として使用することにより
高性能の空調機，冷凍機，洗濯機を実現することができ
る。比較回路からの信号を用い、ＰＷＭ信号オンの時の
通電切換後の環流電流消失後に位置検出信号パターンを
更新し、その後の位置検出信号パターンを制御回路で照
合することによってＰＷＭ制御全域及びＰＡＭ制御，Ｐ
ＷＭ／ＰＡＭの切換制御時にも良好なモータ制御が実現
できる。また、このモータ制御装置により制御されるモ
ータを動力源とする空調機及び冷凍機，洗濯機，電気掃
除機を構成することにより、制御性に優れた空調機及び
冷凍機，洗濯機，電気掃除機を実現することができる。
【図１】第１の実施例のラシレスモータ制御装置のブロ
ック図。
ック図。
【図２】第１の実施例のＰＷＭ制御の通流率１００％の
ときの各信号波形を示す図。
ときの各信号波形を示す図。
【図３】第１の実施例の基準点近傍で端子電圧が振動し
た場合の各信号波形を示す図。
た場合の各信号波形を示す図。
【図４】第１の実施例の制御回路６の内部処理フローを
示す図。
示す図。
【図５】第１の実施例のインバータ回路４で上アームチ
ョッパを行ったＰＷＭ制御の通流率１００％のときの各
信号波形を示す図。
ョッパを行ったＰＷＭ制御の通流率１００％のときの各
信号波形を示す図。
【図６】通電切換後の環流電流が流れている期間が長い
場合の各信号波形を示す図。
場合の各信号波形を示す図。
【図７】インバータ回路４で上下アームチョッパと前半
６０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場
合の各信号波形を示す図。
６０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場
合の各信号波形を示す図。
【図８】インバータ回路４で上下アームチョッパと後半
６０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場
合の各信号波形を示す図。
６０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場
合の各信号波形を示す図。
【図９】インバータ回路４で上下アームチョッパと後半
３０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場
合の各信号波形を示す図。
３０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った場
合の各信号波形を示す図。
【図１０】インバータ回路４で上下アームチョッパと前
半３０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った
場合の各信号波形を示す図。
半３０度チョッパとを組み合わせてＰＷＭ制御を行った
場合の各信号波形を示す図。
【図１１】通電位相に対するブラシレスモータの運転効
率を示す図。
率を示す図。
【図１２】ブラシレスモータの速度特性を示す図。
【図１３】第２の実施例のブラシレスモータ制御装置の
ブロック図。
ブロック図。
１…交流電源、２…整流回路、３…平滑回路、４…イン
バータ回路、５…ブラシレスモータ、６…制御回路、７
…ドライバ、８…端子電圧検出器、８ａ…検出電圧、９
…位相信号生成回路、９ａ…位相信号、１０…データ格
納ＲＯＭ。
バータ回路、５…ブラシレスモータ、６…制御回路、７
…ドライバ、８…端子電圧検出器、８ａ…検出電圧、９
…位相信号生成回路、９ａ…位相信号、１０…データ格
納ＲＯＭ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 和雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高倉 雄八 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部栃木本部内 (72)発明者 石井 誠 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部栃木本部内 (72)発明者 篠崎 弘 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部栃木本部内 Ｆターム(参考） 5H560 AA01 AA02 BB04 BB07 BB12 DA13 DA19 DB20 DC02 DC13 EA02 EB01 EC04 FF04 FF14 FF28 GG04
Claims (27)
- 【請求項１】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線の
端子電圧に対応する情報信号パターンを発生する情報信
号発生手段，前記情報信号パターンに基づいて回転子の
回転位置を検出する回転位置検出手段、および検出され
た前記回転位置に基づいて前記固定子巻線に通電する通
電制御装置を備えるブラシレスモータの制御装置におい
て、 前記情報信号パターンを記憶する情報信号パターン記憶
手段と、 前記情報信号パターン記憶手段に記憶された第１の情報
信号パターン，転流直後に発生した情報信号パターンで
ある第２の情報信号パターン、および前記転流直後から
所定の時間が経過した時に発生した情報信号パターンで
ある第３の情報信号パターンについて、前記第１の情報
信号パターンと前記第３の情報信号パターンとが同じ
で、かつ、前記第２の情報信号パターンが前記第１の情
報信号パターンおよび前記第３の情報信号パターンと異
なるときに、環流電流が消滅したことを示す環流電流消
滅信号を出力する情報信号パターン比較手段を有するこ
とを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項２】前記環流電流消滅信号に基づいて、前記情
報信号パターン記憶手段に記憶された前記第１の情報信
号パターンを前記第２の情報信号パターンに変更する情
報信号パターン変更手段とを有することを特徴とする請
求項１のブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項３】前記情報信号パターン比較手段は、前記情
報信号パターン記憶手段に記憶された情報信号パターン
と前記第３の情報信号パターンが発生した時からさらに
所定の時間が経過した時に発生した情報信号パターンで
ある第４の情報信号パターンとが一致したときに、情報
信号パターン一致信号を出力するものであり、前記回転
位置検出手段は前記情報信号パターン一致信号に基づい
て回転子の回転位置を検出するものであることを特徴と
する請求項１のブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項４】情報信号パターン変更手段は、転流から所
定の時間が経過したときに、前記情報信号パターン記憶
手段に記憶された前記第１の情報信号パターンを前記第
２の情報信号パターンに変更する情報信号パターン変更
手段とを有することを特徴とする請求項２のブラシレス
モータの制御装置。 - 【請求項５】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線の
端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段と、
基準電圧を発生する基準電圧発生手段と前記検出電圧と
基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力する比較
手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシレスモ
ータの回転子の回転位置を検出し、この回転位置に応じ
て前記固定子巻線に対する通電信号を発生する制御手段
とを備えたブラシレスモータの制御装置において、 前記制御手段は、禁止期間を設けることなく前記固定子
巻線への通電切換直後から回転子位置検出を行うことを
特徴とするブラシレス直流モータの制御装置。 - 【請求項６】交流電源電圧を直流電圧に変換する整流回
路と前記直流電圧を交流電圧に変換してブラシレスモー
タに供給するインバータ回路と、このインバータ回路を
制御する制御回路とを備えたブラシレスモータ制御装置
において、 前記ブラシレスモータの複数相の固定子巻線の端子電圧
に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段と、基準電圧
を発生する基準電圧発生手段と前記検出電圧と基準電圧
とを比較して比較結果情報信号を出力する比較手段と、
この比較結果情報信号に基づいてブラシレスモータの回
転子の回転位置を検出し、この回転位置に応じて前記固
定子巻線に対する通電信号を発生する制御手段とを備
え、 前記制御手段は、禁止期間を設けることなく前記固定子
巻線への通電切換直後から回転子位置検出を行うことを
特徴とするブラシレス直流モータの制御装置。 - 【請求項７】交流電源電圧を直流電圧に変換する整流回
路と前記直流電圧の大きさを制御するチョッパ回路とを
備えたコンバータ回路と、前記コンバータ回路から受電
した直流電圧を交流電圧に変換してブラシレスモータに
供給するインバータ回路と前記チョッパ回路のスイッチ
ング動作を制御するコンバータ制御回路と、前記インバ
ータ回路のスイッチング動作を制御しブラシレスモータ
を駆動するインバータ制御回路と前記コンバータ制御回
路およびインバータ制御回路を制御する制御回路とを備
えたブラシレスモータの制御装置において、 前記ブラシレスモータの複数相の固定子巻線の端子電圧
に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段と、基準電圧
を発生する基準電圧発生手段と前記検出電圧と基準電圧
とを比較して比較結果情報信号を出力する比較手段と、
この比較結果情報信号に基づいてブラシレスモータの回
転子の回転位置を検出し、この回転位置に応じて前記固
定子巻線に対する通電信号を発生する制御手段とを備
え、 前記制御手段は、禁止期間を設けることなく前記固定子
巻線への通電切換直後から回転子位置検出を行うことを
特徴とするブラシレス直流モータの制御装置。 - 【請求項８】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線の
端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段と、
基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出電圧
と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力する比
較手段と、前記比較手段から出力される比較結果情報信
号に基づいて回転子の位置を検出して通電信号を出力す
る制御手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線
に通電する出力手段を備えたブラシレスモータの制御装
置において、 前記制御手段は、複数相の比較結果情報信号のパターン
に基づいて回転子の位置を検出することを特徴とするブ
ラシレスモータの制御装置。 - 【請求項９】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線の
端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段と、
基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出電圧
と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力する比
較手段と、前記比較手段から出力される比較結果情報信
号に基づいて回転子の位置を検出して通電信号を出力す
る制御手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線
に通電する出力手段を備えたブラシレスモータの制御装
置において、 前記制御手段は、複数相の比較結果情報信号のパターン
に基づいて前記固定子巻線への通電パターンを決定する
ようにしたことを特徴とするブラシレスモータの制御装
置。 - 【請求項１０】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシ
レスモータの回転子の回転位置を検出し、この回転子位
置に応じて固定子巻線に対する通電信号を発生する制御
手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線に通電
する出力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置に
おいて、 前記制御手段は、前記比較結果情報信号のパターンに基
づいて通電切換後の環流電流が流れている期間を検出す
ることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項１１】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、前記比較手段から出力される比較結果情
報信号に基づいて位相信号を得てこの位相信号のパター
ンに基づいて回転子の位置を検出して通電信号を出力す
る制御手段と、この通電信号に基づいて固定子巻線に通
電する出力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置
において、 通電切換後の環流電流が消失した後に、位置検出のため
に照合する位相信号のパターンを更新する処理を行うよ
うにしたことを特徴とするブラシレスモータの制御装
置。 - 【請求項１２】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシ
レスモータの回転子の回転位置を検出し、この回転位置
に応じて固定子巻線に対する通電信号を発生する制御手
段と、この通電信号に基づいて固定子巻線に通電する出
力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置におい
て、 前記制御手段は、通電切換後、所定の時間が経過した
ら、位置検出のために照合する位相信号パターンを更新
する処理を行うようにしたことを特徴とするブラシレス
モータの制御装置。 - 【請求項１３】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシ
レスモータの回転子の回転位置を検出し、この回転子位
置に応じて固定子巻線に対する通電信号を発生する制御
手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線に通電
する出力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置に
おいて、 前記制御手段は、前記制御手段からブラシレスモータま
での伝達遅延時間情報を書換可能なＲＯＭに格納したこ
とを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項１４】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシ
レスモータの回転子の回転位置を検出し、この回転子位
置に応じて固定子巻線に対する通電信号を発生する制御
手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線に通電
する出力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置に
おいて、 前記制御手段は、前記制御手段からブラシレスモータま
での伝達遅延時間情報を可変抵抗器で提供する構成にし
たことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項１５】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシ
レスモータの回転子の回転位置を検出し、この回転子位
置に応じて固定子巻線に対する通電信号を発生する制御
手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線に通電
する出力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置に
おいて、 前記制御手段は、前記比較結果情報信号のパターンに基
づいて回転子位置を検出し、メモリに格納された通電位
相情報に従って通電位相の切換を行うことを特徴とする
ブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項１６】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシ
レスモータの回転子の回転位置を検出し、この回転子位
置に応じて固定子巻線に対する通電信号を発生する制御
手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線に通電
する出力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置に
おいて、 前記制御手段は、前記比較結果情報信号のパターンに基
づいて回転子位置を検出し、外部からの位相制御指令に
従って通電位相の切換を行うことを特徴とするブラシレ
スモータの制御装置。 - 【請求項１７】請求項１０において、前記制御手段は、
外部からの位相制御指令を入力する端子として、Ａ／Ｄ
変換端子または通信用端子または入力ポートを使用する
ことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項１８】ブラシレスモータの複数相の固定子巻線
の端子電圧に応じた検出電圧を発生する電圧検出手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記検出
電圧と基準電圧とを比較して比較結果情報信号を出力す
る比較手段と、この比較結果情報信号に基づいてブラシ
レスモータの回転子の回転位置を検出し、この回転子位
置に応じて固定子巻線に対する通電信号を発生する制御
手段と、この通電信号に基づいて前記固定子巻線に通電
する出力手段とを備えたブラシレスモータの制御装置に
おいて、 前記制御手段は、ＰＷＭ制御領域では運転効率を重視し
た位相制御を行い、高速回転重視制御領域では通電位相
を進める制御を行うことを特徴とするブラシレスモータ
の制御装置。 - 【請求項１９】請求項５〜１８の１項において、前記制
御手段は、複数の入出力ポートを有するマイコンで構成
したことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項２０】請求項５〜１８の１項において、前記制
御手段は、ＰＷＭ信号がオン状態あるいはオフ状態の少
なくともいずれかを判定できるマイコンで構成したこと
を特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項２１】請求項５〜１８の１項において、前記制
御手段は、複数の入出力ポートを有するハイブリッドＩ
Ｃで構成したことを特徴とするブラシレスモータの制御
装置。 - 【請求項２２】請求項５〜１８の１項において、前記制
御手段は、ＰＷＭ信号がオン状態あるいはオフ状態の少
なくともいずれかを判定できるハイブリッドＩＣで構成
したことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項２３】請求項５〜２２の１項において、前記制
御手段は、前記位相信号読込処理時刻の近傍で信号を出
力することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項２４】請求項５〜２２の１項に記載したブラシ
レスモータ制御装置によって運転制御されるブラシレス
モータを動力源とする圧縮機および送風機を使用して構
成したことを特徴とする空調機。 - 【請求項２５】請求項５〜２２の１項に記載したブラシ
レスモータ制御装置によって運転制御されるブラシレス
モータを動力源とする圧縮機および送風機を使用して構
成したことを特徴とする冷凍機。 - 【請求項２６】請求項５〜２２の１項に記載したブラシ
レスモータ制御装置によって運転制御されるブラシレス
モータを動力源として使用して構成したことを特徴とす
る洗濯機。 - 【請求項２７】請求項５〜２２の１項に記載したブラシ
レスモータ制御装置によって運転制御されるブラシレス
モータを動力源として使用して構成したことを特徴とす
る電気掃除機。
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